DE2211811A1

DE2211811A1 - Umgekehrtes Teleobjektiv

Info

Publication number: DE2211811A1
Application number: DE19722211811
Authority: DE
Inventors: Akira Kawasaki Kanagawa Tajima (Japan)
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1971-03-11
Filing date: 1972-03-10
Publication date: 1972-09-28
Also published as: US3748022A

Description

Anmelder: Canon Kabushiki Käisha, No. 30-2, 3-chome, Shimomaruko, Ohta-ku, Tokyo, Japan

Umgekehrtes Teleobjektiv

Die Erfindung betrifft ein umgekelirtes Teleobjektiv mit einem Vorderglied mit negativem Brechungsvermögen und einem Hinterglied mit positivem Brechungsvermögen.

Ein umgekehrtes Teleobjektiv hat eine lange hintere Brennweite, weshalb es gut als Weitwinkelobjektiv für eine einäugige Spiegelreflexkamera verwendbar ist. Bei Nahaufnahmen erfolgt jedoch eine beträchtliche Verzerrung des Bilds von dessen mittlerem Teil zu dessen Randteil, so daß sich unerwünschte Eigenschaften bei Nahaufnahmen, beim Kopieren und dergleichen ergeben.

Um diesen Nachteil zu verhindern, könnte ein Luftraum als Teil des Linsensystems veränderlich gemacht werden, und das gesamte System nach vorne verschoben werden, wobei gleichzeitig der Luftraum durch Kopplung mit der Bewegung des Systems geändert wird, so daß die Verzeichnungen auf der Bildoberfläche verhindert werden, nämlich die Änderung der Krümmung des Bildfelds und des Astigmatismus.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein umgekehrtes Teleobjektiv derart auszubilden, daß eine Bildverzeichnung bei Nahaufnahmen

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möglichst vollkommen verhindert werden kann.

Ein umgekehrtes Teleobjektiv der eingangs genannten Art ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die hintere Linsengruppe II mit positivem Brechungsvermögen in zwei positive Linsengruppen II, und II unterteilt ist, zwischen dem ein veränderlicher Luftraum vorgesehen ist, und daß das gesamte Linsensystem nach vorne verschiebbar ist, wobei der Luftraum etwa proportional der Vorwärtsbewegung bei einer Nahaufnahme veränderbar ist, um die Verzeichnung des Bilds zu verhindern.

Es sei angenommen, daß das Brechvermögen des ganzen Linsensystems gleich 1 ist, daß die Linsengruppe Kp^ ist, daß die Linsengruppe II, ψ ist, und daß der Abstand der Hauptpunkte zwischen den Linsengruppen I und II, gleich D ist. Ferner wird die Bedingung

l,O

erfüllt, der Luftabstand wird veränderlich gemacht und das gesamte Linsensystem wird nach vorne zum Zeitpunkt einer Aufnahme mit unendlicher Entfernung verschoben bis zu einem Nahbereich mit 0,2 Vergrößerung, und der Luftabstand wird in einem Bereich von nicht mehr als 5% der Brennweite des gesamten Systems proportional der Länge der Verschiebung nach vorne zum Zeitpunkt der Nahaufnahme geändert.

Bei dieser Ungleichung bezeichnet die Größe ψ , +&„-Όψ-, γ\ einen Winkel, der durch ein Lichtbündel und die optische Achse eingeschlossen wird, wenn das Bündel durch den Luftraum verläuft, falls das Bündel von einem Objektpunkt auf der Achse mit unendlicher Entfernung in das Linsensystem in der Höhe 1 gelangt, und wenn der Winkel o«, ist, lautet die Ungleichung

0,35<0t< 1,0.

Andererseits ist es eine wichtige Bedingung für eine Verhinderung der Verzeichnung eines Bildfelds durch Änderung des Luftabstands bei Nahaufnahmen, daß (1) die Änderung des Bildfelds, also die Krümmung des Bildfelds und der Astigmatismus besonders korrigiert werden, während andere Aberrationen praktisch nicht geändert werden, und daß (2) die Brennweite und die Lichtstärke

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des gesamten Linsensystems nicht, geändert werden.

Diese Bedingungen können durch einen Abstand erfüllt werden, wenn die Achse des Lichtbündels um die optische Achse etwa parallel ist, d.h., durch einen Abstand im Falleot= 0. Die Erfindung beruht jedoch auf der Erkenntnis, daß diese Bedingungen ebenfalls für einen Bereich von <X erfüllt werden können, der zwischen 0,35 und 1,0 liegt.

Wenn der Absolutwert des Winkels CX größer wird, wird im allgemeinen die Neigung des Bündels größer. Wenn der Abstand geändert wird, kann eine Änderung der Aberration, der Brennweite und dergleichen verursacht werden. Wenn jedoch diese Vorausetzung eingehender untersucht wird, bewirkt der Abstand mit konvergentem Strahlengang kleine Änderungen der Aberration und der Brennweite im Vergleich zu dem Abstand mit einem divergierenden Strahlengang. Der Grund dafür ist darin zu sehen, daß C* positiv ist und.größer wird, so daß die Brennweite des Glieds nach Korrektur des Abstands, also der Linsengruppe II„ länger wird, während im Falle CX = 1 die Brennweite der Linsengruppe II unendlich wird, weshalb die Brennweite des gesamten Systems praktisch völlig unverändert bleibt.

Wenn beim Anmeldungsgegenstand das Hinterglied II mit positivem Brechvermögen zu dem Vorderglied I mit negativem Brechvermögen in zwei Linsengruppen II,, II_ mit positivem Brechvermögen unterteilt wird, und ein Brechvermögen f.. , £"„ hat, sowie einen Abstand des Hauptpunkts D entsprechend der Beziehung 0_/35<y"₁ + f₂ - Vf₁Y₂ <1, dann wird die Korrektur der Eigenschaften des Bildfelds des gesamten Linsensystems bei Nahaufnahmen möglich, indem der Luftabstand zwischen den beiden Linsengruppen des Hinterglieds geändert wird, wobei bei Unterschreitung des unteren Werts die Korrektur schwierig wird, während bei Überschreitung des oberen Werts durch Änderung des korrigierten Abstands eine beträchtliche Erhöhung der sphärischen Aberration resultiert.

Bei der Erfindung wird der Bereich der Vergrößerung auf das 0,2fache begrenzt und der korrigierte Luftabstand ist auf 5% der Brennweite des gesamten Linsensystems beschränkt, wie später noch eingehender erläutert werden soll.

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Wenn der Bereich der Vergrößerung 0,2 überschreitet, wird die Änderung der Aberration beträchtlich erhöht, weshalb zur Korrektur dieser Änderung durch den Luftabstand das Ausmaß der Korrektur groß wird, wodurch mechanische Schwierigkeiten auftreten können, beispielsweise wegen der Verlängerung des Schraubmechanismus und wegen des Anschlags an einen Anschlagmechanismus. Vom optischen Standpunkt betrachtet wird außerdem die Korrektur der Aberration hinsichtlich der Krümmung des Bildfelds mangelhaft. Ferner werden Astigmatismus und Coma-Aberration erhöht, was zu einer Verzeichnung des Bilds führt, welcher Nachteil noch bedeutsamer ist.

Anhand der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel eines Linsensystems für ein Teleobjektiv gemäß der Erfindung;

Fig. 2 ein Aberrations-Diagramm zur Einstellung einer unendlichen Entfernung des Ausführungsbeispiels;

Fig. 3 ein Aberrations-Diagramm bei Nahaufnahmen mit der Vergrößerung von 0,118 und bei Verschiebung des gesamten Linsensystems in üblicher Weise; und

Fig. 4 ein Aberrations-Diagramm im Falle von Nahaufnahmen mit einer Korrektur des veränderlichen Abstands bei dem Teleobjektiv gemäß der Erfindung.

In den Fig. 2-4 ist auf den untereinander liegenden Darstellungen auf der Abszisse die sphärische Aberration, die Bildfeldkrümmung (Astigmatismus) bzw. die Verzeichnung aufgetragen.

Im folgenden soll das in Fig. 1 dargestellte bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der folgenden Zahlenbeispiele näher erläutert werden. Es bedeuten:

R: Krümmungsradius jeder Brechebene in der Reihenfolge

der Zahlen.
d: Dicke jeder Linse oder des Luftabstands entlang der

optischen Achse in der Reihenfolge der Zahlen. N: Brechungsindex jeder Linse, in der Reihenfolge der Zahlen.

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V: Abbe'sehe Zahl jeder Linse in der Reihenfolge der

Zahlen, f = 1 1:2 260=

hintere Brennweite = 1,1066 R₁ = -5,776

U₁ = 0,0975 R₂ = -3,231

d„ = O,OO28 N₁ = 1,697 ν_χ = 48,5 R₃ = 1,816

d₃ = 0,0418 R₄ = 0,4944

d₄ = 0,3462 N₂ = 1,51633 V₃ = 64,0 R₅ = 0,9749

d_c = 0,0972 R₆ = -1,082

d_c = 0,0029 N_ = 1,70154 V = 41,1

Ό Δ ^J

R₇ = l_f072 d₇ = 0,0960

R₈ = 15,83 d₈ = 0,0419 N₄ = 1,7 V₄ = 48,0

R_g = 1,333 d₉ = 0,2890

R₁₀= 124,1

ä,= veränderlich+) N₅ = 1,7737 V₅ = 49,2

^Λ10 R₁₁= -3,877 ⁼ °'⁰²⁷⁹

R₁₂= 0,8554 ^d12 ⁼ °'^{0905 N}6 ⁼ i'^{75182 V}6 ^{= 26/5}

R₁₃= 1,170 = 0,028

R₁₄ =13,96 d₁₄ = 0,1226 N₇ = 1,80518 V₇ = 25,4

⁴14 R₁₅= -0,6989 d₁₅ = 0,0029 N₈ = 1,7737 Vg = 49,2

R₁₆- 1,970 - 0,0827 N₉ - 1,8061 V₉ = 40,8

R₁₇- -3,278

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+) Der veränderliche Luftabstand D ' beträgt 0,1541 bei der Entfernung <=o vom Aufnahmeobjekt, und beträgt 0,1345 bei Nahaufnahmen mit einer Vergrößerung von 0,118.

Bei dem obigen Ausführungsbeispiel sind: f_x = -0,6575, f₂ =.1,1549, D = 0,4762 fl ⁺ P₂ " ^Dflf2 ⁼ °'⁸⁵⁹⁰

Fig. 2 zeigt ein Äberrationsdiagramm im Falle einer unendlichen Entfernung, wobei jede Aberration in vorteilhafter Weise korrigiert wird. Wenn jedoch der Luftabstand D,_o nicht geändert und das gesamte Linsensystem in üblicher Weise verschoben wird, um eine Nahaufnahme durchzuführen, ergibt sich das Aberrations-Diagramm in Fig. 3, wobei insbesondere der Astigmatismus und die Bildfeldkrümmung beträchtliche Abweichungen zeigen. Wenn jedoch der Luftabstand D,- in der oben beschriebenen Weise gleichzeitig mit der Verschiebung des gesamten Linsensystems geändert wird, ergibt sich das Aberrations-Diagramm der Fig. 4, wobei der Astigmatismus und die Bildfeldkrümmung nicht verschlechtert werden.

Patentansprüche

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Claims

Patentansprüche

1./Umgekehrtes Teleobjektiv mit einem Vorderglied I mit einem negativen Brechvermögen und einem Hinterglied II mit einem positiven Brechvermögen, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorderglied II in zwei positive Linsengruppen II, und II« unterteilt ist, die durch einen Luftzwischenraum mit veränderlichem Abstand getrennt sind, und daß das gesamte Linsensystem nach vorne derart verschiebbar ist, daß der Luftabstand etwa proportional dem Betrag dieser Verschiebung bei einer Einstellung in dem Nahaufnahmebereich geändert wird, um eine Bildverzeichnung zu verhindern.

2. Umgekehrtes Teleobjektiv nach Anspruch 1, dadurch g e kennze ichnet, daß die Bedingung O,35<^·,+^₂-Dp₁0^^1,0 erfüllt ist, wenn das Brechvermögen des gesamten Linsensystems als 1 angenommen wird und das Brechvermögen des Vorderglieds I gleich 6?,, dasjenige der Linsengruppe II gleich <£„, und der Abstand zwischen den Hauptpunkten der Linsengruppen I und H₁ gleich D ist.

3. Umgekehrtes Teleobjektiv nach Anspruch 1, dadurch g e kennze ichnet, daß die Vergrößerung bei Aufnahmen kleiner als 0,2 gemacht wird, und daß der korrigierte Luftabstand kleiner als 5% der Brennweite des gesamten Linsensystems gemacht wird.

4. Umgekehrtes Teleobjektiv nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die folgenden Bedingungen erfüllt s ind:

R₁ = -5,776

d_± = O,O975

R₂ = -3,231

d₂ = O,OO28 N₁ = 1,697 V₁ =48,5

R₃ = 1,816

^d3 = O,O418

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R₄ = 0,4944

= 0,3462 N₂ = 1,51633 V₃ = 64,0

R_n = -0,9749 d_c = 0,0972

R₆ = -1,082

d_fi = 0,0029 N = 1,70154 V₃ = 41,1

R = 1,072 d₇ = 0,0960

R₈ =15,83

dg = 0,0419 N₄ = 1,7 V₄ = 48,0

R_g = 1,333

d_g = 0,2890

R₁₀= 124,1

d₁₀ = veränderlich+) N₅ = 1,7737 V₅ = 49,2

R₁₁= -3,877

Cl₁₁ = 0,0279

R₁₂= 0,8554

d-,„ = 0,0905 N_c = 1,76182 V, = 26,5 12 ο ο

R₁₃= -1,170

^d13 ⁼ °'⁰²⁸ R₁₄= 13,96

d₁₄ = 0,1226 N₇ = 1,80518 V₇ = 25,4

989

= 0,0029 N_Q = 1,7737 V_p = 49,2

R₁ = -0,6989 ±b

R₁₆ = 1,970

^d16 ⁼ °'^{0827 N}9 ⁼ R₁₇= -3,278 f = l 1:2 2CO=

Hintere Brennweite = 1,1066

+)(Der veränderliche Luftabstand D, beträgt 0,1541 bei der Entfernung se in stellung c*=> und 0,1345 bei der Einstellung im Nahaufnahmebereich mit einer Vergrößerung von 0,118);

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R: Krümmungsradius jeder Brechebene in der Reihenfolge

der Zahlen; d: Dicke jeder 'Linse oder des Luftabstands entlang der

optischen Achse in der Reihenfolge der Zahlen; N: Brechungsindex jeder Linse in der Reihenfolge der

Zahlen; und V: Abbe'sehe Zahl jeder Linse in der Reihenfolge der Zahlen ist.

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